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Mechanik zum Bewegen der Köpfe (den Aktuator), den Spindelmotor und die Logik (Elektronik). Derzeit werden Festplatten mit 2.5 Zoll (insbesondere für Notebooks), 3.5 Zoll und 5.25 Zoll Formfaktor angeboten. Kleinere Platten mit 1.8 bzw. 1.3 Zoll Formfaktor sind ebenfalls entwickelt worden. Die Festplatten werden als full height (82 mm), half height (41 mm), Low Profile (25.4 mm = 1 Zoll) und in Höhen von 19 und 12.5 mm angeboten. Die 3.5-Zoll-Versionen sind die z.Zt. am weitesten verbreitet und erreichen Kapazitäten bis ca. 18 GByte netto. Die größeren 5.25-Zoll-Laufwerke sind hauptsächlich als Bauform in voller Höhe verbreitet. Hier sind derzeit Nettokapazitäten bis ca. 46 GByte möglich. Die Kapazität von Massenspeichern wird in MByte gemessen. Man unterscheidet Brutto- und Nettokapazität. Die Bruttokapazität entspricht der theoretischen maximalen Kapazität des Laufwerks, die sich aus der Multiplikation von Bitdichte in der Spur mit Spurlänge, Spurenzahl und Zahl der Plattenoberflächen ergibt. Die Nettokapazität gibt an, wieviel Platz tatsächlich auf einem Laufwerk nutzbar ist Die von den Herstellern angegebene Nettokapazität unterscheidet sich erheblich von der tatsächlich für den Anwender nutzbaren Nettokapazität. Dies liegt zum einen darin begründet, daß zwischen den Blöcken etwa 10 bis 20 Prozent der Kapazität für Fehlerkorrektur- und Adressinformationen belegt sind. Zum anderen ist die Definition eines Megabytes nicht eindeutig: Plattenhersteller rechnen mit 1000 x 1000 Byte = 1 MByte (= 1.000.000 Bytes), während die meisten Betriebssysteme von 1024 x 1024 Byte = 1 MByte (1.048.576 Bytes oder Zeichen) ausgehen. Weiterhin benötigt das Filesystem Platz für Verwaltungsdaten. Die Nettokapazität ist auch von Formatierung und Konfiguration der Platten abhängig. Z. B. kann unter DOS, Win3.1, Win3.11 und Windows95 jeweils nur eine primäre Partition auf einer Platte konfiguriert werden, wobei im Gesamtsystem nur eine Partition aktiv sein darf, die aktive Partition ist normal die Bootpartition. Die max. Partitionsgrösse liegt leider immer noch bei 2 GByte, die max. Plattengrösse bei 8 GByte. Zu beachten ist, dass bei einer 2 GByte grossen Partition die Blockgrösse 32 KByte beträgt, d.h. wenn eine Datei von 250 Byte abgelegt wird, belegt sie trotzdem einen Block von 32 KByte. Dies ist nur zu umgehen wenn eine Blockgrösse von 8 KByte konfiguriert wird was bei einer Partitionsgrösse von 500 MByte automatisch der Fall ist. Bei Windows NT beträgt die maximale Filesystemgrösse 16 Exabyte (16 Millionen Terabyte) die maximale Plattengrösse ist also nur vom entsprechenden SCSI Controller abhängig. Die Partitionsgrösse kann ohne Probleme bei 20 GByte liegen. 4.4.4.3 Disk Array - RAID Die Effektivität eines Computersystems wird wesentlich von der zuverlässigen I/O-Leistung (Schreibund Lesezugriffe) der Plattensysteme beeinflußt. Eine Möglichkeit der Steigerung der Zuverlässigkeit ist dabei der Zusammenschluß mehrerer Platten zu einem Disk Array (Plattenstapel). Unter dem Oberbegriff RAID (Redundant Array of Independent Disks) faßt man Technologien zusammen, die mehrere Laufwerke zu größeren, ggf. schnelleren und vor allem ausfallsicheren Gesamtsystemen zusammenpacken. Ausfallsicher bedeutet, dass der Ausfall eines Einzellaufwerks weder zu einem Ausfall des Gesamtsystems noch zu Betriebsunterbrechung oder gar zu Datenverlust führt. RAID schließt oft verwendete Technologien wie Mirroring (d.h. Spiegelung von zwei oder mehreren Laufwerken an einem Controller), Duplexing (dito, aber mit zwei getrennten Controllern) und Striping (Zusammenfassen von mehreren Laufwerken als logische Einheit und blockweises Verteilen der Daten auf diese Laufwerke) ein. Unterschiedliche Level von RAID werden in der Literatur diskutiert. Die Bezeichnung Level in der RAID-Bezeichnung ist eigentlich missverständlich, denn RAID Level 3 baut keinesfalls auf RAID Level 2 auf. Statt Level sollte man eigentlich besser Typ sagen. 24
RAID Level 0: Striping. Bei diesem Verfahren werden mehrere kleinere Laufwerke zu einem großen logischen Laufwerk zusammengefaßt. RAID Level 1: Mirroring, Spiegeln. Alle Daten einer Platte (oder auch eines RAID-0- Sets) werden auf eine zweite (bzw. ein zweites RAID-Set) geschrieben. Vorteil: bei Ausfall einer Platte bleiben die Daten weiter verfügbar. Die Leistung beim Schreiben ist mit der einer Einzelplatte bzw. RAID-0 vergleichbar. RAID Level 2: der Plattenstapel wird um Fehlerkorrektur-Laufwerke mit ECC- Speicher-Technologie ergänzt. Vorteil: auch bei gleichzeitigem Ausfall von zwei Laufwerken gehen Daten nicht verloren. Nachteil: relativ langsame Zugriffsgeschwindigkeit. RAID Level 3-5 und weitere nichtnormierte Stufen: weiter verbesserte Fehlerkorrekturmethoden. 4.4.4.4 Disketten (Floppy Disks) Wechselbare, rotierende, magnetisierbare Scheiben mit einer Zugriffszeit von etwa 150-250 ms. Disketten haben den Vorteil der weiten Verbreitung für den Austausch mit anderen Systemen. Übliche Kapazität von 360 KB bis 2.88 MB, in speziellen Bauformen auch bis 120 MB. Größen: 3½ Zoll; 1,44 MB, High Density Diskette spezielle Bauformen: 100 bis 120 MB (ZIP Disketten, geeignetes Backup-Medium für übliche private Anwendungen auf dem PC) 4.4.4.5 Wechselplatten-Laufwerke Größere Datenmengen lassen sich mit Wechselplatten verwalten, ohne daß durch Umkopieren Zeit verloren geht Es gibt unterschiedliche Technologien, u.a. Wechselrahmen, in die normale Festplatten eingesetzt werden. Die Speicherkapazitäten entsprechen stationären Festplatten. 4.4.4.6 Optische Datenträger CD-ROM: Compact Disk Read Only Memory; 650 MB Vorteile: hohe Lebensdauer, preiswert (z.Zt. nicht mehr als 0,01 bis 0,02 DM pro MByte). Nachteile: Nichtwiederbeschreibbarkeit, langsame Zugriffszeit (derzeit etwa 85-120 ms) CAV-Technologie: Constant Angular Velocity; variierende Datentransferrate bei gleichbleibender Umdrehungsgeschwindigkeit der CD CLV-Technologie: Constant Linear Velocity; variierende Umdrehungsgeschwindigkeit bei konstanter Transferrate. CD-R: Mit CD-Recordern (CD-R) können CD-Rohlinge (Write-once CD) einmalig beschrieben werden. Sehr gut zur Langzeitarchivierung geeignt Die Datenträger sind sehr sicher, eine nachträgliche Änderung der Daten ist nicht möglich. CD-RW: CD-Rewritable, bis zu 3000 mal wiederbeschreibbare CD. CD-RW Disks können nicht von allen CD-ROM Laufwerken gelesen werden. DVD: Digital Versatile Disk, ursprünglich: Digital Video Disk, 2-schichtig, 2-seitig, bis zu 16 GB Speicherkapazität. Die DVD-Laufwerke können alle herkömmlichen CD-Formate lesen DVD-R (Recorder) und DVD-RAM (wiederbeschreibbar): seit Ende 1997, Speicherkapazität von 2.6 GByte/Seite. Damit übertrifft DVD alle derzeit verfügbaren, mehrfach beschreibbaren Wechselmedien. Derzeit gibt es allerdings noch Probleme bei der Definition eines gemeinsamen Standards. 25
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